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摘 要：本文介绍了石油化工装置配管设计中要注意的几个问题，对无泄漏平台，附塔管道支架核算，密閉排放，不锈钢管线安装设计，管道热补偿等等进行探讨。
关键词：配管设计 附塔管道支架 密闭排放 管道热补偿
由于石油化工装置输送介质具有高温、高压、易燃易爆、有毒等特性，配管设计过程中为保证装置安全生产，需要注意的问题很多，本文结合设计工作经验，就容易忽视的配管设计方面的几个问题与大家共同探讨。
1 无泄漏平台
在《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第5.7.5条，“有可燃液体设备的多层建筑物或构筑物的楼板应采取防止可燃液体泄漏至下层的措施”，就是考虑到可燃液体设备泄漏或破裂时，设计要做到可燃液体不要泄漏至下层引起火灾爆炸事故。近几年在设计过程中都实施无泄漏平台，比如某公司的1800万吨油品质量升级项目，某公司的1400万吨炼油改造项目等等。具体设计实施时，考虑了以下几个方面：
1）有可燃液体设备的多层建筑物或构筑物的平台设计为无泄漏平台，四周设150mm高的封闭挡板（围堰），楼梯口设圆滑过渡。
2）平台板管道开洞处设置套管，套管与平台封闭焊，套管高度高出平台150mm。
4）排液管收集的可燃液体或雨水接至地面围堰内，去雨污分流系统。有毒的可燃液体应单独收集处理。
5）空冷器布置在操作温度等于或高于自燃点的可燃液体设备上方时，空冷器下方的平台设计为无泄漏平台。
6）液化烃泵、可燃液体泵上方布置甲、乙、丙类工艺设备时，泵上方的平台设计为无泄漏平台。
2 密闭排放
石油化工装置生产过程中从原料到产品大多是有毒、易燃、易爆介质，近年来HSE要求越来越严格，设计过程中应将有毒及可燃介质排放至密闭回收系统，图1是某对二甲苯装置设计的密闭排放型式，主要排放介质大多是芳烃，属有毒物质。在石油化工装置设计中，这种排放形式可用于有毒或可燃介质作参考。
3口径较大的附塔管道支架设计
现在的炼油装置日益大型化，装置处理量大，处理油品的塔径较大，塔顶挥发线口径也相应增大，配管设计中要做好这些大口径附塔管线的支架设计。
1）大口径附塔管线自重较大，配管设计人员要将这部分重量荷载作为偏载提给设备专业核算，设备在压力容器设计时要将偏载输入核算，一般来说偏载达到设备重量的10%时，设备专业要核算。
2）附塔管道的支架在塔壁上生根。当塔器不需要热处理时，支架垫板可以直接焊在塔壁上。当塔器需要热处理时，管道支架的垫板需要在塔设备热处理前焊接好。
3）承受附塔管道重量的固定支架设在靠近管口的位置。塔顶气相管的固定架距上部封头焊缝最小150mm，其它支架为可上、下滑动的导向支架，见图2。
4）导向支架间距h值根据其支承的管道直径而不同，允许导向间距推荐值可以查阅相关规范，如SH/T3073-2004《石油化工管道支吊架设计规范》。考虑管线自然补偿，自上而下最后一个导向架距管道转弯处宜大于25倍管径或1/3h。
5）当沿塔壁垂直管段热位移量大时，其水平管段应设弹簧支架，如果热位移量不大，此处可设导向支架，见图2。
6）塔顶挥发线大口径的附塔管道承重支架一般不考虑水压试验全充满水的重量，否则支架承重重量太大。一般在安装说明中应要求大口径（一般DN400以上）附塔管道在地面分段预制好并进行水压试验，合格后再吊装，最后的组对焊口采用100%射线探伤合格。安装完毕后，附塔管道不再进行水压试验。
7）目前我们常用的支吊架手册是《石油化工装置工艺管道安装设计施工图册 第三分册 管道支吊架》，手册中标准图对于附塔管线承重支架最大口径到DN500，但在实际工作中，我们经常会遇到口径DN500以上或者荷载超过手册上允许荷载时，有时候会采取将标准支架中型钢加大的方法，这个方法对于荷载超过允许荷载不大时不核算可以使用，但是对于大口径承重支架荷载较大时，需要核算后才能确定是否可用。下面将举例说明，用SH/T3073-2004《石油化工管道支吊架设计规范》中相关公式进行支架核算。
在某装置塔顶管线DN400去空冷，经应力计算后，承重支架荷载32500N，设计采用的是双肢承重支架，如图3。
需要核算该支架能否承重。4 不锈钢管道设计应注意的问题
在配管设计中经常会用到不锈钢管线，对于不锈钢管线的设计应注意以下问题：
1）奥氏体不锈钢的使用温度高于540℃时，应注意钢中的含碳量不应小于0.04%，若含碳量太低，钢的强度会显著下降。
2）石油化工装置大多是有毒、可燃、有腐蚀性的介质，对于腐蚀性介质用到奥氏体不锈钢管线时，焊接接头焊后应进行酸洗与钝化处理。
6 结语
本文就石油化工装置管道设计中的几个需要注意的问题，结合安装设计实例等方面，供设计同行参考交流。
参考文献
[1]SH/T3073-2004《石油化工管道支吊架设计规范》[S].
[2]SH3501-2011《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》
[3]GB50517-2010 《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》
作者简介：徐粉年，1995年毕业于浙江大学化学工程专业，工程师，现从事炼油化工装置工艺及配管专业的设计工作。
DISCUSSION OF PIPING DESIGN PROBLEMS IN PETROCHEMICAL UNIT
XU FENNIAN
（Nanjing Jingling Petrochemical Engineering Co.，Ltd，Nanjing，210042）
Abstract：This paper introduce some problems in piping design，include no leak platform，support calculation of attached tower piping，no leak drain，installation design of stainless steel pipe，piping thermal compensation etc.
Keywords：piping design support of attached tower piping no leak drain piping thermal compensation
关键词：配管设计 附塔管道支架 密闭排放 管道热补偿
由于石油化工装置输送介质具有高温、高压、易燃易爆、有毒等特性，配管设计过程中为保证装置安全生产，需要注意的问题很多，本文结合设计工作经验，就容易忽视的配管设计方面的几个问题与大家共同探讨。
1 无泄漏平台
在《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第5.7.5条，“有可燃液体设备的多层建筑物或构筑物的楼板应采取防止可燃液体泄漏至下层的措施”，就是考虑到可燃液体设备泄漏或破裂时，设计要做到可燃液体不要泄漏至下层引起火灾爆炸事故。近几年在设计过程中都实施无泄漏平台，比如某公司的1800万吨油品质量升级项目，某公司的1400万吨炼油改造项目等等。具体设计实施时，考虑了以下几个方面：
1）有可燃液体设备的多层建筑物或构筑物的平台设计为无泄漏平台，四周设150mm高的封闭挡板（围堰），楼梯口设圆滑过渡。
2）平台板管道开洞处设置套管，套管与平台封闭焊，套管高度高出平台150mm。
4）排液管收集的可燃液体或雨水接至地面围堰内，去雨污分流系统。有毒的可燃液体应单独收集处理。
5）空冷器布置在操作温度等于或高于自燃点的可燃液体设备上方时，空冷器下方的平台设计为无泄漏平台。
6）液化烃泵、可燃液体泵上方布置甲、乙、丙类工艺设备时，泵上方的平台设计为无泄漏平台。
2 密闭排放
石油化工装置生产过程中从原料到产品大多是有毒、易燃、易爆介质，近年来HSE要求越来越严格，设计过程中应将有毒及可燃介质排放至密闭回收系统，图1是某对二甲苯装置设计的密闭排放型式，主要排放介质大多是芳烃，属有毒物质。在石油化工装置设计中，这种排放形式可用于有毒或可燃介质作参考。
3口径较大的附塔管道支架设计
现在的炼油装置日益大型化，装置处理量大，处理油品的塔径较大，塔顶挥发线口径也相应增大，配管设计中要做好这些大口径附塔管线的支架设计。
1）大口径附塔管线自重较大，配管设计人员要将这部分重量荷载作为偏载提给设备专业核算，设备在压力容器设计时要将偏载输入核算，一般来说偏载达到设备重量的10%时，设备专业要核算。
2）附塔管道的支架在塔壁上生根。当塔器不需要热处理时，支架垫板可以直接焊在塔壁上。当塔器需要热处理时，管道支架的垫板需要在塔设备热处理前焊接好。
3）承受附塔管道重量的固定支架设在靠近管口的位置。塔顶气相管的固定架距上部封头焊缝最小150mm，其它支架为可上、下滑动的导向支架，见图2。
4）导向支架间距h值根据其支承的管道直径而不同，允许导向间距推荐值可以查阅相关规范，如SH/T3073-2004《石油化工管道支吊架设计规范》。考虑管线自然补偿，自上而下最后一个导向架距管道转弯处宜大于25倍管径或1/3h。
5）当沿塔壁垂直管段热位移量大时，其水平管段应设弹簧支架，如果热位移量不大，此处可设导向支架，见图2。
6）塔顶挥发线大口径的附塔管道承重支架一般不考虑水压试验全充满水的重量，否则支架承重重量太大。一般在安装说明中应要求大口径（一般DN400以上）附塔管道在地面分段预制好并进行水压试验，合格后再吊装，最后的组对焊口采用100%射线探伤合格。安装完毕后，附塔管道不再进行水压试验。
7）目前我们常用的支吊架手册是《石油化工装置工艺管道安装设计施工图册 第三分册 管道支吊架》，手册中标准图对于附塔管线承重支架最大口径到DN500，但在实际工作中，我们经常会遇到口径DN500以上或者荷载超过手册上允许荷载时，有时候会采取将标准支架中型钢加大的方法，这个方法对于荷载超过允许荷载不大时不核算可以使用，但是对于大口径承重支架荷载较大时，需要核算后才能确定是否可用。下面将举例说明，用SH/T3073-2004《石油化工管道支吊架设计规范》中相关公式进行支架核算。
在某装置塔顶管线DN400去空冷，经应力计算后，承重支架荷载32500N，设计采用的是双肢承重支架，如图3。
需要核算该支架能否承重。4 不锈钢管道设计应注意的问题
在配管设计中经常会用到不锈钢管线，对于不锈钢管线的设计应注意以下问题：
1）奥氏体不锈钢的使用温度高于540℃时，应注意钢中的含碳量不应小于0.04%，若含碳量太低，钢的强度会显著下降。
2）石油化工装置大多是有毒、可燃、有腐蚀性的介质，对于腐蚀性介质用到奥氏体不锈钢管线时，焊接接头焊后应进行酸洗与钝化处理。
6 结语
本文就石油化工装置管道设计中的几个需要注意的问题，结合安装设计实例等方面，供设计同行参考交流。
参考文献
[1]SH/T3073-2004《石油化工管道支吊架设计规范》[S].
[2]SH3501-2011《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》
[3]GB50517-2010 《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》
作者简介：徐粉年，1995年毕业于浙江大学化学工程专业，工程师，现从事炼油化工装置工艺及配管专业的设计工作。
DISCUSSION OF PIPING DESIGN PROBLEMS IN PETROCHEMICAL UNIT
XU FENNIAN
（Nanjing Jingling Petrochemical Engineering Co.，Ltd，Nanjing，210042）
Abstract：This paper introduce some problems in piping design，include no leak platform，support calculation of attached tower piping，no leak drain，installation design of stainless steel pipe，piping thermal compensation etc.
Keywords：piping design support of attached tower piping no leak drain piping thermal compensation